[发明专利]长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采方法及系统

说明书

一种长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采方法及系统，系统包括定向长钻孔注气子系统和本煤层钻孔抽采子系统，方法包括以下步骤：在预进行回采的工作面顺槽内按设计布置若干钻场；在钻场内沿工作面逆回采方向施工定向长钻孔，在定向长钻孔施工完毕后，进行定向长钻孔的封孔处理；在已施工定向长钻孔的区域煤层下分层施工瓦斯抽采钻孔，在瓦斯抽采钻孔施工完毕后，进行瓦斯抽采钻孔的封孔并网处理；将注气管路与定向长钻孔孔口管路连接，通过注气管路向定向长钻孔内注入预定压力的气体，并通过抽采管路将工作面煤层中驱替出的混合瓦斯气体抽出，待工作面开采至注气定向长钻孔覆盖区域时，注气定向钻孔可连接至抽采系统，转化为抽采孔抽采采空区瓦斯。

技术领域

本发明涉及瓦斯防治技术领域，具体涉及一种长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采方法及系统。

背景技术

随着煤炭行业整合兼并重组方向调整,特大型煤炭生产基地将占主导地位,特别是厚及特厚煤层矿区。此类矿区多具有煤层瓦斯赋存低、煤层厚度大等特征，在高强度开采和来压期间极易出现瓦斯涌出强度大，上隅角超限等问题。本煤层预抽和增透技术措施对此类低瓦斯赋存矿井存在抽采工程量大、抽采效果差等缺陷。

与传统以煤层改性的增透抽采技术手段不同，注气驱替促抽技术基于压力气体的促流、置换和增渗效应，能够有效增加煤层瓦斯流动性，提升瓦斯抽采效率。但现有的驱替技术工艺存在钻孔施工量大、工序繁琐、注气装置频繁移动和气源供给不足等问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采方法，包括以下步骤：

在预进行回采的工作面煤层的顺槽内按设计布置若干钻孔施工钻场；

在所述钻场内沿工作面逆回采方向施工定向长钻孔，在所述定向长钻孔施工完毕后，进行所述定向长钻孔的封孔处理；

在施工所述定向长钻孔的所述工作面的所述顺槽内施工瓦斯抽采钻孔，在所述瓦斯抽采钻孔施工完毕后，进行所述瓦斯抽采钻孔的封孔处理，并将所述瓦斯抽采钻孔并网汇流至抽采系统，所述瓦斯抽采钻孔的层位低于所述定向长钻孔的层位；

将所述定向长钻孔与注气管路连接，通过所述注气管路向所述定向长钻孔内注入预定压力的气体，并通过所述抽采系统将所述工作面煤层中驱替出的瓦斯混合气体抽出。

根据本发明实施例的长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采方法，具有驱替工艺简单、瓦斯抽采效率高、保证低瓦斯赋存厚及特厚高强度开采煤层矿区的安全高效生产的优点。

在一些实施例中，待所述工作面开采至所述定向长钻孔覆盖范围后，拆除所述注气管路，并将所述定向长钻孔与所述抽采系统连接，以便所述定向长钻孔继续用作抽采孔抽采工作面采空区瓦斯。

在一些实施例中，所述抽采系统上设有瓦斯参数计量装置，定期对所述瓦斯参数计量装置测定的瓦斯参数-浓度、流量进行分析，根据分析结果反馈调控所述注气管路的注气参数。

本发明另一方面的实施例提出一种长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采系统，包括定向长钻孔注气子系统和本煤层钻孔抽采子系统，所述定向钻孔注气子系统包括增压储气装置、注气管路以及定向长钻孔，所述增压储气装置与所述注气管路的进气口连接，所述注气管路的出气口与所述定向长钻孔的孔口管路连接，所述定向长钻孔沿工作面逆回采方向布置；

所述本煤层钻孔抽采子系统包括瓦斯抽采钻孔、瓦斯抽采支管、瓦斯抽采汇流管和瓦斯抽采干管，若干所述瓦斯抽采钻孔通过所述瓦斯抽采支管与所述瓦斯抽采汇流管连接，所述瓦斯抽采汇流管与所述瓦斯抽采干管连接，所述瓦斯抽采钻孔为在所述工作面的顺槽内施工的瓦斯抽采钻孔，所述瓦斯抽采钻孔在所述工作面内的层位低于所述定向长钻孔的层位。

因此，根据本发明实施例的长注短抽分层立体驱替瓦斯抽采系统具有瓦斯抽采效率高、便于计量管理瓦斯抽采情况和能保证低瓦斯赋存厚及特厚高强度开采煤层矿区的安全高效生产的优点。